在3D打印物体（tǐ）中嵌入纤维可用于增加（jiā）这些（xiē）物（wù）品（pǐn）的导电（diàn）性（xìng）或额外强度等特性。现（xiàn）在，工程师（shī）们（men）已经开发出一种变（biàn）形打（dǎ）印喷嘴，以在打印（yìn）过程（chéng）中（zhōng）改变这些纤维的方向。 通常，碳等功能（néng）性材料的短纤维只是简单地混入打印介质（zhì）中，然后（hòu）与（yǔ）之一起（qǐ）被（bèi）挤出。因此，它（tā）们通常会以相（xiàng）对于彼此的随（suí）机杂乱状态（tài）结束。这对某些（xiē）应用来说（shuō）是可以的，但对其他应用来说是行不通的。

  马（mǎ）里兰（lán）大学（xué）的工（gōng）程师们为了寻（xún）求一种能够进行更多控制的替代方案，利用“PolyJet打印”工艺创（chuàng）造了一个原型打印喷嘴，该喷嘴的侧面有可充气的致动器。通过有选择地将空气抽进抽出，喷嘴的形状就会发生变化，改变纤维在其不断挤出的（de）单一打印介质中的方向。

  在对该设备的测试（shì）中，用含（hán）有碳微纤维的水凝胶打印出结构。在某些区域，纤维（wéi）的相对（duì）随机取向导致材料吸水时在所有方向上（shàng）都（dōu）同样（yàng）膨胀。在其他区（qū）域，纤维（wéi）方向比（bǐ）较一致（zhì）的情况（kuàng）下，导致材料主要向一个方向膨胀。

  这（zhè）项技术可以在被称为“4D打印”的（de）领域中找（zhǎo）到用武之地，在（zài）该领域中，3D打印的物体（tǐ）会根（gēn）据外部刺激而（ér）改变形态。它（tā）还可以用于更传（chuán）统的（de）3D打印物品，这些物（wù）品在不同的区域（yù）具有不同的弹性，热（rè），磁性或电气特性。

  “通过为研究人员（yuán）提供一种可访问的方法来3D打印（yìn）纤（xiān）维填充复合材料，并按需控制（zhì）其纤维方向，从而控制其最终性（xìng）能，这（zhè）项工（gōng）作为3D打印的新应（yīng）用打开了大门，这些应用（yòng）利（lì）用这些独特的材料特性及其实现的（de）独特（tè）功能（néng），”参（cān）与这项研究的副教（jiāo）授（shòu）Ryan Sochol说。